專利名稱：腫瘤放射治療中靶器官的定位方法
技術領域：

本發(fā)明涉及醫(yī)療設備領域，具體是一種腫瘤放射治療中靶器官的定位方法。
背景技術：
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放射治療是進行腫瘤治療的重要 手段之一。腫瘤放射治療的目的是給腫瘤靶區(qū)最大的治療劑量，而使腫瘤周圍的正常組織和器官吸收的照射劑量最小，從而提高腫瘤的局部控制率，減少正常組織的并發(fā)癥。因此，放射治療必須做到“精確診斷、精確設計、精確定位、精確治療”?，F(xiàn)有技術對靶器官的定位，大多都是通過在該器官組織上植入金標，用對金標的定位方法來完成對祀器官組織的定位。美國Accuray公司的CyberKnife系統(tǒng)和德國BraiLab公司的Novalis系統(tǒng)中，對靶器官組織定位是將兩個X射線源固定于治療室的天花板上，兩個X射線接收器放置于地上的某個位置，X射線源和接收器的位置必須保證兩束X射線在靶器官目標組織處正交。定位過程是通過將患者初始定位CT重建的數(shù)字影像DDR與兩個射線方向的圖像進行融合，從而得到靶器官金標的位置信息。對金標的植入有嚴格的要求，才能得到合格的X射線圖像。該方法X射線源和X射線接收器固定，兩個X射線的投影方向固定，不利于更好的反映患者體內(nèi)金標的三維位置信息。對于受呼吸動作影響較大的器官，如肺、肝、胰等，其形狀、體積和位置都有一定的變化，在定位的時候就必須考慮呼吸運動對靶器官位置的影響。發(fā)明內(nèi)容:
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術X射線源和X射線接收器固定，不能對靶器官的運動進行定位跟蹤的缺陷，提供一種操作方便，能夠更好的反映患者體內(nèi)靶器官的三維位置信息，并可以對靶器官的運動進行定位跟蹤的腫瘤放射治療中靶器官的定位方法。本發(fā)明的目的是通過下述技術方案來實現(xiàn)的:
本發(fā)明的腫瘤放射治療中靶器官的定位方法其特征在于由下述步驟組成:第一步，C形臂(I)置于六自由度的機器人手臂(3)上，X射線源(4)與X射線接收器(5)分別固定于C形臂(I)的兩端，用于產(chǎn)生靶器官的X射線圖像；第二步，靶器官已植入金標的患者(6)置于數(shù)控治療床(7)上，在患者(6)體表放置應變片，應變片隨患者(6)的呼吸動作發(fā)生相應的形變，產(chǎn)生相應的電信號，處理后獲得患者(6)的呼吸運動隨時間變化的幅度圖；第三步，將C形臂置于合適的位置，X射線源(4)放射X射線，在X射線接收器(5)上獲取第一幅患者(6)靶器官金標的X射線圖像，保存圖像信息，再調(diào)整C形臂到與第一次放射方向正交的位置，于患者(6)第一次放射時相同的呼吸相位上進行第二次放射，獲取第二幅患者靶器官金標的X射線圖像，保存圖像信息；第四步，對患者(6)第一幅和第二幅X射線圖像進行圖像處理，得到已植入患者(6)體內(nèi)的金標在第一幅和第二幅圖像上的平面坐標，再加上兩次放射對應的機器人手臂(3)末端的空間坐標、兩次放射對應的機器人手臂(3)末端的旋轉(zhuǎn)角度、兩次放射對應的C形臂沿著導軌劃動的角度和C形臂的半徑，計算出患者(6)體內(nèi)金標的空間坐標，從而實現(xiàn)對靶器官的定位。
上述方案中，所述第四步中，得到已植入患者(6)體內(nèi)的金標在第一幅和第二幅圖像上的平面坐標，分別為Χ(1、％和Xl、yi，兩次放射對應的機器人手臂(3)末端的位置坐標分別為xa、ya、zi^n Xb、Yb、zb，兩次放射對應的機器人手臂(3)末端的旋轉(zhuǎn)角度分別為^ci和θ i，兩次放射對應的機器人手臂3末端沿C形臂導軌劃動的角度分別為C10和α 1; C形臂的半徑為R，代入下述公式，分別得到兩次放射對應的X射線源(4)的空間坐標xsa、ysa、Zsa和xsb、ySb> Zsb,兩次放射對應的金標在X射線接收器(5)上投影點的空間坐標xfa、yfa> Zfa和xfb權(quán)利要求
1.一種腫瘤放射治療中靶器官的定位方法，其特征在于由下述步驟組成:第一步，C形臂(I)置于六自由度的機器人手臂(3)上，X射線源(4)與X射線接收器(5)分別固定于C形臂(I)的兩端，用于產(chǎn)生靶器官的X射線圖像；第二步，靶器官已植入金標的患者(6)置于數(shù)控治療床(7)上，在患者(6)體表放置應變片，應變片隨患者(6)的呼吸動作發(fā)生相應的形變，產(chǎn)生相應的電信號，處理后獲得患者(6)的呼吸運動隨時間變化的幅度圖；第三步，將C形臂置于合適的位置，X射線源(4)放射X射線，在X射線接收器(5)上獲取第一幅患者(6)靶器官金標的X射線圖像，保存圖像信息，再調(diào)整C形臂到與第一次放射方向正交的位置，于患者(6)第一次放射時相同的呼吸相位上進行第二次放射，獲取第二幅患者(6)靶器官金標的X射線圖像，保存圖像信息；第四步，對患者(6)第一幅和第二幅X射線圖像進行圖像處理，得到已植入患者(6)體內(nèi)的金標在第一幅和第二幅圖像上的平面坐標，再加上兩次放射對應的機器人手臂(3)末端的空間坐標、兩次放射對應的機器人手臂(3)末端的旋轉(zhuǎn)角度、兩次放射對應的C形臂沿著導軌劃動的角度和C形臂的半徑，計算出患者(6)體內(nèi)金標的空間坐標，從而實現(xiàn)對靶器官的定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腫瘤放射治療中靶器官的定位方法，其特征在于所述第四步中，得到已植入患者(6)體內(nèi)的金標在第一幅和第二幅圖像上的平面坐標，分別為X(l、y0和Xp Y1，兩次放射對應的機器人手臂(3)末端的位置坐標分別為xa、ya、za和xb、yb、zb,兩次放射對應的機器人手臂(3)末端的旋轉(zhuǎn)角度分別為Qtl和Q1，兩次放射對應的機器人手臂3末端沿C形臂導軌劃動的角度分別為和Ci1, C形臂的半徑為R，代入下述公式，分別得到兩次放射對應的X射線源(4)的空間坐標xsa、ysa> zsa和xsb、ysb、zsb,兩次放射對應的金標在X射線接收器(5)上投影點的空間坐標xfa、yfa> zfa和xfb、yft> zfb:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腫瘤放射治療中靶器官的定位方法，其特征在于所用裝置由六維自由度機器人(2)、C形臂(I)、數(shù)控治療床(7)組成，其中，C形臂(I)置于六自由度的機器人手臂(3)上，X射線源(4)與X射線接收器(5)分別固定于C形臂(I)的兩端，用于產(chǎn)生靶器官的X射線圖像；應變片放置在患者(6)體表上，應變片隨患者(6)的呼吸動作發(fā)生相應的形變，產(chǎn)生相應的電信`號，處理后獲得患者(6)的呼吸運動隨時間變化的幅度圖。
全文摘要
本發(fā)明是醫(yī)療設備領域內(nèi)的一種腫瘤放射治療中靶器官的定位方法，由下述步驟組成第一步，Ｃ形臂置于六自由度的機器人手臂上，Ｘ射線源與Ｘ射線接收器分別固定于Ｃ形臂的兩端；第二步，在患者體表放置應變片，獲得患者的呼吸運動隨時間變化的幅度圖；第三步，獲取第一幅患者靶器官金標的Ｘ射線圖像，再調(diào)整Ｃ形臂的位置，于相同的呼吸相位上進行第二次放射，獲取第二幅圖像；第四步，計算出患者體內(nèi)金標的空間坐標，從而實現(xiàn)對靶器官的定位。本發(fā)明提供的腫瘤放射治療中靶器官的定位方法，操作方便，能夠更好的反映患者體內(nèi)靶器官的三維位置信息，并可以對靶器官的運動進行定位跟蹤。
文檔編號A61B6/00GK103099630SQ20121046375
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月18日
發(fā)明者姚進, 尤在勇, 熊端平, 韋崇高, 陳威銘, 吳大可 申請人:成都威銘科技有限公司